CS257242B1

CS257242B1 - Heads for School Optical Detectors

Info

Publication number: CS257242B1
Application number: CS865245A
Authority: CS
Inventors: Petr Sladky; Antonin Svoboda; Zdenka Bubenikova
Original assignee: Petr Sladky; Antonin Svoboda; Zdenka Bubenikova
Priority date: 1986-07-10
Filing date: 1986-07-10
Publication date: 1988-04-15
Also published as: CS524586A1

Abstract

Řešení se týká oboru přístrojové techniky pro výuku základů výroby a fyziky. Hlavice pro školní a optické detektory sestává z optického detektoru, desky tištěných spojů a konektoru. Deska tištěných spojů je připájena ve svých vrcholech k vstupnímu panelu detektoru a výstupnímu panelu s konektorem. Spolu tvoří rám hlavice, který je uzavřen pláštěm pomocí šroubů, opatřeným stavěcim kroužkem. Ten vymezuje polohu clony pomocí distančního kroužku.The solution concerns the field of instrumentation for teaching the basics of production and physics. The head for school and optical detectors consists of an optical detector, a printed circuit board and a connector. The printed circuit board is soldered at its vertices to the detector input panel and the output panel with a connector. Together they form the frame of the head, which is closed by a casing with screws, equipped with an adjusting ring. This defines the position of the aperture using a spacer ring.

Description

Řešení se týká oboru přístrojové techniky pro výuku základů výroby a fyziky. Hlavice pro školní a optické detektory sestává z optického detektoru, desky tištěných spojů a konektoru. Deska tištěných spojů je připájena ve svých vrcholech k vstupnímu panelu detektoru a výstupnímu panelu s konektorem. Spolu tvoří rám hlavice, který je uzavřen pláštěm pomocí šroubů, opatřeným stavěcim kroužkem. Ten vymezuje polohu clony pomocí distančního kroužku.The solution concerns the field of instrumentation for teaching the basics of production and physics. The head for school and optical detectors consists of an optical detector, a printed circuit board and a connector. The printed circuit board is soldered at its peaks to the input panel of the detector and the output panel with the connector. Together they form the head frame, which is closed by a sheath with screws, provided with an adjusting ring. This defines the position of the aperture by means of a spacer ring.

Vynález se týká hlavice pro školní optické detektory. Optické detektory jsou nezbytné pro kvantitativní studium a praktické využití moderní optiky a optoelektroniky. Přesné a vědecké optické detektory kvantového i termálního typu jsou dodávány výrobci bud v jednoduchých pouzdrech, podobně jako tranzistory či integrované obvody, nebo jsou již zabudovány ve snímacích hlavicích. Snímací hlavice jsou konstruovány jednoúčelově podle typu použitého detektoru a měřeného optického záření. Bývají obvykle doplněny i podpůrnými elektrickými obvody jako např. impedančními převodníky či předzesilovačl. Tím je dáno, že kompletní snímací hlavice s optickým detektorem jsou finančně nákladné a pro školní měřeni prakticky nedostupné. Samotný optický detektor fotovodivostního či optotermálního typu není bez příslušného zapojení do obvodů měřici elektroniky funkční.The invention relates to a head for school optical detectors. Optical detectors are necessary for the quantitative study and practical use of modern optics and optoelectronics. Precise and scientific optical detectors of quantum and thermal type are supplied by manufacturers either in simple housings, similar to transistors or integrated circuits, or already embedded in sensing heads. The sensor heads are designed for a specific purpose according to the type of detector used and the optical radiation measured. They are usually supplemented with supporting electrical circuits such as impedance converters or preamplifiers. As a result, complete sensor heads with an optical detector are expensive and virtually unavailable for school measurement. The optical detector of the photoconductive or optothermal type is not functional without proper connection to the measuring electronics circuits.

Uvedené nedostatky odstraňuje hlavice pro školní optické detektory podle vynálezu opatřená optickým detektorem, deskou Věštěných spojů, propojenou s elektrickými obvody a konektorem. Její podstata vynálezu spočívá v tom, že deska tištěných spojů je připájena ve svých vrcholech k vstupnímu panelu detektoru a výstupnímu panelu konektoru, takže tvoří rám hlavice, který je uzavřen pláštěm pomocí šroubů, opatřeným stavěcím kroužkem, vymezujícím polohu clony pomocí distančního kroužku.These disadvantages are overcome by the head for the school optical detectors according to the invention provided with an optical detector, a divider circuit board connected to electrical circuits and a connector. The principle of the present invention is that the printed circuit board is brazed at its apex to the detector input panel and connector output panel to form a head frame which is closed by a screw housing provided with an adjusting ring defining the aperture position by a spacer ring.

Základní výhoda vynálezu spočívá v praktické dostupnosti pro všechny odpovídající stupně škol·, přičemž náklady na její realizaci v provedení podle příkladu vynálezu nepřesahují % metrologických hlavic. Hlavice podle vynálezu nahradí svou cenovou a realizační dostupností ve výuce i komerční luxraetry či expozimetry.The basic advantage of the invention lies in its practical accessibility for all corresponding school levels, with the cost of implementing it according to the example of the invention not exceeding% of the metrological heads. The head according to the invention will also replace commercial luxraeters or exposure meters with its cost and feasibility in education.

Vynález je blíže popsán na příkladu provedeni podle připojeného výkresu, kde je v řezu naznačena hlavice pro, školní optické detektory. Hlavice sestává z detektoru J, připojeného k desce .2 tištěných spojů, která má tvar písmene H. Deska 2_ je osazena obvody jl s operačním zesilovačem, které jsou připojeny k elektroakustickému konektoru 2 tak, že deska 2 tištěných spojů je připájena na svých vrcholech k vstupnímu panelu 5 detektoru 1. a výstupnímu panelu 6 konektoru i, takže tvoří spolu rám T_, který je uzavřen pláštěm 2 pomocí šroubů 9, opatřeným stavěcím kroužkem 10, který vymezuje polohu clony 11 společně s distančním kroužkem 12.The invention is described in more detail by way of example with reference to the accompanying drawing, in which a head for school optical detectors is shown in cross-section. The head consists of a detector J connected to an H-shaped printed circuit board 2. The board 2 is provided with operational amplifier circuits 11, which are connected to the electroacoustic connector 2 so that the printed circuit board 2 is soldered at its peaks to the input panel 5 of the detector 1 and the output panel 6 of the connector 1 so as to form together a frame T which is closed by a housing 2 by means of screws 9 provided with an adjusting ring 10 which defines the position of the aperture 11 together with the spacer ring 12.

Činnost hlavice pro školní optické detektory podle vynálezu je plně shodná s odpovídajícími hlavicemi pro přesné laboratorní či průmyslové použití. Optické záření vymezené clonou 11 nebo vlastní aparaturou detektoru i, vzbudí na výstupu detektoru 2, který pracuje v podstatě jako optoelektrický měnič, signál, který je veden či zpracován prostřednictvím obvodů na desce 2 tištěných spojů na konektor i, jenž slouží případně i pro přívod napájecího napětí pro obvod 3, tvořený impedančním převodníkem nebo operačním předzesilovačem. Výstupní signál je úměrný prostřednictvím koeficientu citlivosti detektoru 2 dopadajícímu zářivému výkonu či energii optického svazku. Koeficient citlivosti detektoru 2 se určuje známými kalibračními postupy nejlépe takovými, které jsou předepsány metrologickými normami.The operation of the head for the school optical detectors according to the invention is fully identical to the corresponding head for precise laboratory or industrial use. The optical radiation delimited by the orifice 11 or the detector 1 itself generates at the output of the detector 2, which operates essentially as an optoelectric transducer, a signal which is guided or processed by the circuit board 2 to the connector i, possibly for supplying a power supply. voltage for circuit 3, consisting of an impedance converter or operational preamplifier. The output signal is proportional by the sensitivity coefficient of the detector 2 to the incident radiation power or the energy of the optical beam. The sensitivity coefficient of detector 2 is determined by known calibration procedures, preferably those prescribed by metrological standards.

S hlavicí pro školní optické detektory podle vynálezu se rovněž pracuje analogicky jako s ostatními metrologickými hlavicemi. Její velkou předností oproti nákladným hlavicím pro přesné použití je snadná rozebíratelnost, spojená s didaktickou náhledností uspořádání, přičemž konstrukce hlavice podle vynálezu umožňuje jednoduchou záměnu použitých detektorů, at už kvantových, jako fotodiody, fotoodpory, fotonásobiče, nebo termálních, jako optické termočlánky, bolometry či pyroelektrické detektory atp., pomoci vhodné úpravy panelu 2 detektoru jl a desky 2 tištěných spojů, případně obvodů 3, přičemž lze využít jednotného vícepólového konektoru 4.The head for the school optical detectors according to the invention is also operated analogously to the other metrological heads. Its great advantage over expensive heads for precise use is easy disassembly, coupled with didactic preview of the arrangement, and the construction of the head according to the invention allows easy replacement of used detectors, whether quantum such as photodiodes, photoresistors, photomultipliers or thermal ones like optical thermocouples, bolometers or pyroelectric detectors, etc., by suitable modification of the detector panel 2 and the printed circuit board 2 or the circuit board 3, whereby a single multipole connector 4 can be used.

Jinou předností hlavice podle vynálezu je možnost záměny clony 11, nebo její doplnění o požadovaný optický filtr, přičemž se použije opět deska 2 tištěných spojů ve funkci příslušného držáku na vstupu hlavice. Jednoduchým způsobem lze axiálně upevnit k vstupu hlavice i světlovod, at už pomocí konektoru 4^ či pomocí zaváděcí kapiláry připájené opět k vstupnímu čelu hlavice. Naznačené úpravy ukazují na zvláštní didaktické přednosti hlavice podle vynálezu pro praktickou výuku moderní optiky a optoelektroniky, která je na všech stupních našich škol velmi žádoucí s ohledem na význam uvedených oborů v praxi v nejbližší budoucnosti.Another advantage of the head according to the invention is the possibility of replacing the orifice plate 11 or supplementing it with the desired optical filter, again using the printed circuit board 2 as a respective holder at the head inlet. In a simple manner, the light guide can also be axially fixed to the inlet of the head, whether by means of a connector 4 or by means of an insertion capillary soldered again to the inlet face of the head. The modifications indicated show the particular didactic advantages of the inventive warhead for the practical teaching of modern optics and optoelectronics, which is highly desirable at all levels of our schools in view of the importance of these fields in practice in the near future.

Claims

Head for school optical detectors, equipped with an optical detector, a printed circuit board interconnected with electrical circuits and a connector, characterized in that the printed circuit board (2) is soldered at its apex to the input panel (5) of the detector (1) and the output panel (6). ) with a connector (4) forming a head frame (7), which is closed by a housing (8) by means of screws (9), provided with an adjusting ring (10) abutting the orifice (11) established by the spacer ring (12).